(57)【要約】  出力異常とする放射線検出素子を精度良く判定する。  複数の走査線および信号線により二次元状に配列された複数の放射線検出素子７と、放射線検出素子ごとに実写画像データＪ又は暗画像データＢを出力する読み出し回路１７と、外部装置５８との間でデータを通信する通信手段３９と、を備える放射線画像撮影装置１であって、放射線の非照射時に各放射線検出素子が撮影時よりも長い蓄積時間で蓄積した電荷に基づいて、読み出し回路が放射線検出素子の出力異常判定のための暗画像データＢＨ１，ＢＨ２を出力するよう制御する制御手段を有している。
2011118286.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに交差するように配設された複数の走査線および複数の信号線と、前記複数の走査線および複数の信号線により区画された各領域に二次元状に配列された複数の放射線検出素子とを備える検出部と、
前記放射線検出素子から前記信号線を通じて電荷を読み出し、前記放射線検出素子ごとに前記電荷を電気信号に変換してデータとして出力する読み出し回路と、
放射線が照射される撮影時に前記各放射線検出素子が所定の蓄積時間で蓄積した電荷に基づいて前記読み出し回路が前記データとして実写画像データを出力すると共に、当該撮影に付随して前記放射線の非照射時に前記各放射線検出素子が前記撮影時と同じ蓄積時間で蓄積した電荷に基づいて前記読み出し回路が前記実写画像データを補正するための暗画像データを出力するよう制御する制御手段と、
外部装置との間でデータを通信する通信手段と、
を備える放射線画像撮影装置であって、
前記制御手段は、放射線の非照射時に前記各放射線検出素子が前記撮影時よりも長い蓄積時間で蓄積した電荷に基づいて、前記読み出し回路が放射線検出素子の出力異常判定のための暗画像データを出力するよう制御することを特徴とする
放射線画像撮影装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記各放射線検出素子について、蓄積時間がそれぞれ異なる複数の前記出力異常判定のための暗画像データを前記読み出し回路が出力するよう制御することを特徴とする請求項１記載の放射線画像撮影装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記各放射線検出素子について、前記複数の出力異常判定のための暗画像データの内のいずれか二つのデータを差分してなる差分データを求めることを特徴とする請求項１又は２記載の放射線画像撮影装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記各放射線検出素子の前記出力異常判定のための暗画像データを、一定の蓄積時間に基づいて複数回取得すると共にそれらを平均化することで取得することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の放射線画像撮影装置。
【請求項５】
前記各放射線検出素子について、前記出力異常判定のための暗画像データ又は前記差分データにより、前記各放射線検出素子の出力異常を判定する出力異常判定手段と、
いずれの放射線検出素子が出力異常であるか又は出力異常とする放射線検出素子の位置を記憶する欠陥素子マップと、
前記出力異常判定手段により出力異常と判定された放射線検出素子について前記欠陥素子マップに登録する登録手段とを備えることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の放射線画像撮影装置。
【請求項６】
請求項１記載の放射線画像撮影装置と、
前記放射線画像撮影装置との間でデータを通信する通信手段を備えるコンソールと、
を備える放射線画像撮影システムであって、
前記コンソールは、
前記出力異常判定のための暗画像データから、前記各放射線検出素子の出力異常を判定する出力異常判定手段と、
いずれの放射線検出素子が出力異常であるか又は出力異常とする放射線検出素子の位置を記憶する欠陥素子マップと、
前記出力異常判定手段により出力異常と判定された放射線検出素子について前記欠陥素子マップに登録する登録手段とを有することを特徴とする放射線画像撮影システム。
【請求項７】
前記放射線画像撮影装置の制御手段は、前記各放射線検出素子について、蓄積時間がそれぞれ異なる複数の前記出力異常判定のための暗画像データを前記読み出し回路が出力するよう制御を行い、
前記出力異常判定手段は、前記各放射線検出素子について、前記複数の出力異常判定のための暗画像データの内のいずれか二つのデータを差分してなる差分データを求め、当該差分データから前記各放射線検出素子の出力異常を判定することを特徴とする請求項６記載の放射線画像撮影システム。
【請求項８】
前記出力異常判定のための暗画像データとして、複数回取得すると共に平均化したものを用いることを特徴とする請求項６又は７記載の放射線画像撮影システム。
【請求項９】
互いに交差するように配設された複数の走査線および複数の信号線と前記複数の走査線および複数の信号線により区画された各領域に二次元状に配列された複数の放射線検出素子とを備える検出部と、前記放射線検出素子から前記信号線を通じて電荷を読み出し、前記放射線検出素子ごとに前記電荷を電気信号に変換してデータとして出力する読み出し回路とを備える放射線画像撮影装置について、いずれの放射線検出素子が出力異常であるか又は出力異常とする放射線検出素子の位置を記憶する欠陥画素マップを作成する欠陥画素マップ作成方法であって、
前記複数の放射線検出素子の各々に対する電荷の蓄積と前記読み出し回路による電荷の読み出しとを繰り返し行うエイジングステップと、
前記エイジングステップの後に、前記各放射線検出素子が、放射線の非照射状態で撮影時よりも長い蓄積時間で電荷を蓄積し、蓄積した電荷から放射線検出素子の出力異常判定のための暗画像データを取得する暗画像データ取得ステップと、
前記放射線検出素子の出力異常判定のための暗画像データに基づいて、前記各放射線検出素子の出力異常を判定する判定ステップと、
前記各放射線検出素子の出力異常の判定に基づいて、当該出力異常となる放射線検出素子を登録した前記欠陥画素マップを作成する欠陥画素マップ作成ステップと、
を備えることを特徴とする放射線画像撮影装置の欠陥画素マップ作成方法。
【請求項１０】
前記暗画像データ取得ステップにおいて、前記蓄積時間の長さが異なる二以上の前記出力異常判定のための暗画像データを取得し、
前記各放射線検出素子について、前記二以上の出力異常判定のための暗画像データの内、いずれか二つの暗画像データについて差分を行う差分ステップを備え、
前記判定ステップでは、前記蓄積時間の異なる二つの暗画像データの差分から求まる差分データに基づいて、前記各放射線検出素子の出力異常を判定することを特徴とする請求項９記載の放射線画像撮影装置の欠陥画素マップ作成方法。
【請求項１１】
前記エイジングステップは、前記検出部を通常使用環境温度よりも高温の状態に置いて行うことを特徴とする請求項９又は１０記載の放射線画像撮影装置の欠陥画素マップ作成方法。
【請求項１２】
互いに交差するように配設された複数の走査線および複数の信号線と前記複数の走査線および複数の信号線により区画された各領域に二次元状に配列された複数の放射線検出素子とを備える検出部と、前記放射線検出素子から前記信号線を通じて電荷を読み出し、前記放射線検出素子ごとに前記電荷を電気信号に変換してデータとして出力する読み出し回路とを備える放射線画像撮影装置について、いずれの放射線検出素子が出力異常であるか又は出力異常とする放射線検出素子の位置を記憶する欠陥画素マップを作成する欠陥画素マップを作成する欠陥画素マップ作成システムにおいて、
前記複数の放射線検出素子の各々に対する電荷の蓄積と前記読み出し回路による電荷の読み出しとを繰り返し行うエイジング制御部と、
前記電荷の蓄積と前記電荷の読み出しとが繰り返し行われた前記各放射線検出素子が、放射線の非照射状態で撮影時よりも長い蓄積時間で電荷を蓄積し、蓄積した電荷から放射線検出素子の出力異常判定のための暗画像データを取得する暗画像データ取得制御部と、
前記放射線検出素子の出力異常判定のための暗画像データに基づいて、前記各放射線検出素子の出力異常を判定する判定部と、
前記各放射線検出素子の出力異常の判定に基づいて、当該出力異常となる放射線検出素子を登録した前記欠陥画素マップを作成する欠陥画素マップ作成部と、
を備えることを特徴とする放射線画像撮影装置の欠陥画素マップ作成システム。
【請求項１３】
前記暗画像データ取得制御部が、前記蓄積時間の長さが異なる二以上の前記出力異常判定のための暗画像データを取得し、
前記各放射線検出素子について、前記蓄積時間の長さが異なる二以上の出力異常判定のための暗画像データの内、いずれか二つの暗画像データについて差分を求める差分算出部を備え、
前記判定部は、前記蓄積時間の異なる二つの暗画像データの差分から求まる差分データに基づいて、前記各放射線検出素子の出力異常を判定することを特徴とする請求項１２記載の放射線画像撮影装置の欠陥画素マップ作成システム。
【請求項１４】
前記複数の放射線検出素子に対する電荷の蓄積と前記読み出し回路による電荷の読み出しとを繰り返し行う際に、前記検出部を通常使用環境温度よりも高温の状態に維持する加温部を備えることを特徴とする請求項１２又は１３記載の放射線画像撮影装置の欠陥画素マップ作成システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、異常な検出値を示す放射線検出素子の検出を可能とする放射線画像撮影装置、放射線画像撮影システム、放射線画像撮影装置の欠陥画素マップ作成方法及び放射線画像撮影装置の欠陥画素マップ作成システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、医療用の放射線画像を取得する手段として、いわゆるフラットパネルディテクタ（Flat Panel Detector：ＦＰＤ）と呼ばれる放射線検出素子を２次元的に配置した放射線画像形成装置が知られている。このような放射線画像形成装置には、放射線検出素子として、ａ−Ｓｅ（アモルファスセレン）のような光導電物質を用いて放射線エネルギーを直接電荷に変換し、この電荷を２次元的に配置されたＴＦＴ（Thin Film Transistor：薄膜トランジスタ）等の信号読出し用のスイッチ素子によって画素単位に電気信号として読み出す直接方式のものや、放射線エネルギーをシンチレータ等で光に変換し、この光を２次元的に配置されたフォトダイオード等の光電変換素子で電荷に変換してＴＦＴ等によって電気信号として読み出す間接方式のもの等があることが知られている。【０００３】
ＦＰＤ型の放射線画像形成装置では、センサパネル上に放射線検出素子を形成する際に放射線検出素子中に不純物が混入する等により、恒常的に或いは一定の確率で異常な画像データを出力する放射線検出素子が生じる場合がある。【０００４】
このような欠陥のある放射線検出素子が存在すると、その部分に画像の欠損が生じ、高精細な画像を得ることができない。
そこで、従来、欠陥のある放射線検出素子を有するセンサパネルを用いて撮影が行われた場合には、当該欠陥のある放射線検出素子の近傍の正常放射線検出素子の検出値を用いて単純平均補間を行ったり、重み付け平均補間を行う等の手法により欠陥のある放射線検出素子の検出値を補間する補間処理が行われてきた。【０００５】
そして、欠陥のある放射線検出素子の補正を行うためには、欠陥のある放射線検出素子の位置を特定する必要があり、一貫しない出力信号を出力する放射線検出素子を欠陥のある放射線検出素子としてマップに登録する手段を有する放射線画像形成装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
この放射線画像撮影装置では、センサパネルにおける一定の処理領域（例えば128×128画素）内の各放射線検出素子の暗電流に基づく出力（放射線の非照射時における出力）の平均値ｍと標準偏差σとを求め、ｍ±５σの範囲外となる出力を行う放射線検出素子について欠陥のある放射線検出素子と判断していた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−６１６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述の手法により欠陥のある放射線検出素子の識別を行う場合、通常とかけ離れた異常な出力を行っている明らかな欠陥放射線検出素子については容易に識別することが可能であるが、判別のための閾値に近い値で出力を行うような異常な状態に移行しつつある予備的な欠陥放射線検出素子については、識別を行うことが難しかった。このような予備的な欠陥放射線検出素子は、放射線検出素子の成膜形成時に不純物が混入したことを原因とする場合が多い。不純物が混入すると、放射線検出素子の電極間でリークパスを発生させ、繰り返される使用に応じて徐々にリーク量が増加して、いずれは欠陥放射線検出素子となる過程をたどる可能性が高い。このため、予備的な欠陥放射線検出素子は、繰り返される使用を経て完全な欠陥放射線検出素子となって識別可能となってから欠陥素子マップに登録しなければならないことから、定期的なメンテナンスによる監視を余儀なくされるという問題を生じていた。
また、上記予備的な欠陥放射線検出素子を早期段階で識別するために、正常と見なす範囲をより狭くすることも考えられるが、その場合、正常な放射線検出素子までもが欠陥放射線検出素子と誤認される場合を生じ、本来必要のない放射線検出素子までもが補間処理の対象となり、撮像精度の低下を招くおそれがあった。【０００８】
そこで、本発明は欠陥とされる放射線検出素子をより的確に識別可能とする放射線画像撮影装置、放射線画像撮影システム、欠陥画素マップ作成方法及び欠陥画素マップ作成システムを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記の問題を解決するために、本発明の放射線画像撮影装置は、互いに交差するように配設された複数の走査線および複数の信号線と、前記複数の走査線および複数の信号線により区画された各領域に二次元状に配列された複数の放射線検出素子とを備える検出部と、前記放射線検出素子から前記信号線を通じて電荷を読み出し、前記放射線検出素子ごとに前記電荷を電気信号に変換してデータとして出力する読み出し回路と、放射線が照射される撮影時に前記各放射線検出素子が所定の蓄積時間で蓄積した電荷に基づいて前記読み出し回路が前記データとして実写画像データを出力すると共に、当該撮影に付随して、前記放射線の非照射時に前記各放射線検出素子が前記撮影時と同じ蓄積時間で蓄積した電荷に基づいて前記読み出し回路が前記実写画像データを補正するための暗画像データを出力するよう制御する制御手段と、外部装置との間でデータを送受信する通信手段と、と備える放射線画像撮影装置であって、前記制御手段は、放射線の非照射時に前記各放射線検出素子が前記撮影時よりも長い蓄積時間で蓄積した電荷に基づいて、前記読み出し回路が放射線検出素子の出力異常判定のための暗画像データを出力するよう制御することを特徴とする。【００１０】
また、本発明の別の側面である放射線画像撮影システムは、請求項１記載の放射線画像撮影装置と、前記放射線画像撮影装置との間でデータを受信する通信手段を備えるコンソールと、を備える放射線画像撮影システムであって、前記コンソールは、前記出力異常判定のための暗画像データから、前記各放射線検出素子の出力異常を判定する出力異常判定手段と、いずれの放射線検出素子が出力異常であるか又は出力異常とする放射線検出素子の位置を記憶する欠陥素子マップと、前記出力異常判定手段により出力異常と判定された放射線検出素子の位置を前記欠陥素子マップに登録する登録手段とを有することを特徴とする。【００１１】
また、本発明の別の側面である放射線画像撮影装置の欠陥画素マップ作成方法では、互いに交差するように配設された複数の走査線および複数の信号線と前記複数の走査線および複数の信号線により区画された各領域に二次元状に配列された複数の放射線検出素子とを備える検出部と、前記放射線検出素子から前記信号線を通じて電荷を読み出し、前記放射線検出素子ごとに前記電荷を電気信号に変換してデータとして出力する読み出し回路とを備える放射線画像撮影装置について、いずれの放射線検出素子が出力異常であるか又は出力異常とする放射線検出素子の位置を記憶する欠陥画素マップを作成する欠陥画素マップ作成方法であって、前記複数の放射線検出素子の各々に対する電荷の蓄積と前記読み出し回路による電荷の読み出しとを繰り返し行うエイジングステップと、前記エイジングステップの後に、前記各放射線検出素子が、放射線の非照射状態で撮影時よりも長い蓄積時間で電荷を蓄積し、蓄積した電荷から放射線検出素子の出力異常判定のための暗画像データを取得する暗画像データ取得ステップと、前記放射線検出素子の出力異常判定のための暗画像データに基づいて、前記各放射線検出素子の出力異常を判定する判定ステップと、前記各放射線検出素子の出力異常の判定に基づいて、当該出力異常となる放射線検出素子を登録した前記欠陥画素マップを作成する欠陥画素マップ作成ステップと、を備えることを特徴とする。【００１２】
また、本発明の別の側面である放射線画像撮影装置の欠陥画素マップ作成システムは、互いに交差するように配設された複数の走査線および複数の信号線と前記複数の走査線および複数の信号線により区画された各領域に二次元状に配列された複数の放射線検出素子とを備える検出部と、前記放射線検出素子から前記信号線を通じて電荷を読み出し、前記放射線検出素子ごとに前記電荷を電気信号に変換してデータとして出力する読み出し回路とを備える放射線画像撮影装置について、いずれの放射線検出素子が出力異常であるか又は出力異常とする放射線検出素子の位置を記憶する欠陥画素マップを作成する欠陥画素マップを作成する欠陥画素マップ作成システムにおいて、前記複数の放射線検出素子の各々に対する電荷の蓄積と前記読み出し回路による電荷の読み出しとを繰り返し行うエイジング制御部と、前記電荷の蓄積と前記電荷の読み出しとが繰り返し行われた前記各放射線検出素子が、放射線の非照射状態で撮影時よりも長い蓄積時間で電荷を蓄積し、蓄積した電荷から放射線検出素子の出力異常判定のための暗画像データを取得する暗画像データ取得制御部と、前記放射線検出素子の出力異常判定のための暗画像データに基づいて、前記各放射線検出素子の出力異常を判定する判定部と、前記各放射線検出素子の出力異常の判定に基づいて、当該出力異常となる放射線検出素子を登録した前記欠陥画素マップを作成する欠陥画素マップ作成部と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明にかかる放射線画像撮影装置および放射線画像撮影システムは、放射線画像撮影装置の制御手段が放射線の非照射時（いわゆる暗電荷の取得時）に各放射線検出素子について、撮影時よりも長い蓄積時間で蓄積した電荷に基づいて読み出し回路から放射線検出素子の出力異常判定のための暗画像データを取得するよう制御を行っている。
このように、暗画像データ取得の際の各放射線検出素子の電荷の蓄積時間をより長くすると、正常な放射線検出素子の暗画像データの分布が集中する値と出力異常の放射線検出素子による暗画像データとの差をその蓄積時間に応じて広げることが可能となる。
これにより、異常な値が顕在化し、正常な値と異常な値との判別が容易となり、閾値も適正な値をとりやすくなる。その結果、正常な放射線検出素子まで出力異常と判定される可能性が低減され、判定精度の向上を図ることが可能となる。
さらに、異常を生じつつも正常な値に近い暗画像データを出力する放射線検出素子についても正常な放射線検出素子から分離して識別することが可能となり、例えば、もともと正常であった放射線検出素子が徐々に異常となりつつある場合でも早期にこれを異常と判定することができ、出力異常の放射線検出素子を監視するためのメンテナンスの頻度を低減することも可能となる。【００１４】
また、放射線画像撮影装置の欠陥画素マップ作成方法及び欠陥画素マップ作成システムでも、上記撮影時よりも長い蓄積時間で蓄積した電荷に基づいて取得した出力異常判定のための暗画像データによる判定精度向上の効果を得ることが可能である。そして、当該効果に加えて、放射線画像撮影装置の欠陥画素マップ作成方法及び欠陥画素マップ作成システムでは、放射線検出素子及び読み出し回路にエイジングを行うことから、微弱な出力異常を生じているが、異常とする判定はされないような、後発的に出力異常を発生する可能性の高い放射線検出素子に対して、異常状態を進行させ、その後の判定において異常出力として発見することが可能となる。つまり、繰り返される使用によって後発的に異常となる放射線検出素子を早期の段階で発見し、当該出力異常となる放射線検出素子を欠陥画素マップに登録することができるため、放射線画像撮影装置の使用開始後に異常を発生する放射線検出素子が低減され、メンテナンスの負担の軽減を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本実施形態における放射線画像撮影装置を示す外観斜視図である。
【図２】図１におけるＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図３】放射線画像撮影装置の基板の構成を示す平面図である。
【図４】図３の基板上の小領域に形成された放射線検出素子とＴＦＴ等の構成を示す拡大図である。
【図５】図４におけるＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
【図６】ＣＯＦやＰＣＢ基板等が取り付けられた基板を説明する側面図である。
【図７】放射線画像撮影装置の等価回路を表すブロック図である。
【図８】検出部を構成する１画素分についての等価回路を表すブロック図である。
【図９】撮影動作制御の各工程を示す説明図である。
【図１０Ａ】出力異常判定のための暗画像データ取得時の各工程を示す説明図であり、第一の蓄積時間に基づく暗画像データの取得工程を示す。
【図１０Ｂ】出力異常判定のための暗画像データ取得時の各工程を示す説明図であり、第二の蓄積時間に基づく暗画像データの取得工程を示す。
【図１１】本実施形態における放射線画像撮影システムの全体構成を示す図である。
【図１２】出力異常判定の処理を示すフローチャートである。
【図１３】暗画像データ同士の差分算出処理を示す概念図である。
【図１４Ａ】各放射線検出素子の電荷の蓄積時間を通常の撮影時と同じくして暗画像データの取得を行った場合の暗画像データとその頻度の対応関係を示す線図である。
【図１４Ｂ】各放射線検出素子の電荷の蓄積時間を通常の撮影時よりも長く設定して暗画像データの取得を行った場合の暗画像データとその頻度の対応関係を示す線図である。
【図１５】コンソールの画像表示制御の処理内容について示すフローチャートである。
【図１６】出力異常の放射線検出素子の出力に基づく画像データの補間の内容を示す概念図である。
【図１７】放射線画像撮影装置の他の例の構成を示すブロック図である。
【図１８】欠陥画素マップ作成システムの全体構成を示す図である。
【図１９】欠陥画素マップ作成方法のフローチャートである。
【図２０Ａ】検出機能部にエイジング処理を行っていない場合の各放射線検出素子の出力値とその頻度（素子数）の対応関係を示す線図である。
【図２０Ｂ】検出機能部にエイジング処理を行った場合の各放射線検出素子の出力値とその頻度（素子数）の対応関係を示す線図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明に係る放射線画像撮影装置及び放射線画像撮影システムの実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００１７】
［放射線画像撮影装置］
まず、図１から図１０Ｂまでを参照しつつ、本実施形態における放射線画像撮影装置の構成について説明する。なお、以下では、放射線画像撮影装置が、シンチレータ等を備え、照射された放射線を可視光等の他の波長の電磁波に変換して電気信号を得るいわゆる間接型の放射線画像撮影装置である場合について説明するが、本発明は、直接型の放射線画像撮影装置に対しても適用することが可能である。また、放射線画像撮影装置が可搬型である場合について説明するが、支持台等と一体的に形成された放射線画像撮影装置に対しても適用される。
【００１８】
図１は、本実施形態における放射線画像撮影装置の外観斜視図であり、図２は、図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。本実施形態に係る放射線画像撮影装置１は、図１、図２に示すように、筐体２の内部にシンチレータ３や基板４等が収納されて構成されている。
【００１９】
筐体２は、少なくとも放射線入射面Ｒが放射線を透過するカーボン板やプラスチック等の材料で形成されている。なお、図１や図２では、筐体２がフレーム板２Ａとバック板２Ｂとで形成された、いわゆる弁当箱型である場合が示されているが、筐体２の形状はこれに限定されない。筐体２を一体的に角筒状に形成した、いわゆるモノコック型とすることも可能である。
【００２０】
また、図１に示すように、筐体２の側面部分には、電源スイッチ３６や、ＬＥＤ等で構成されたインジケータ３７、図示しないバッテリ４１（後述する図７参照）の交換等のために開閉可能とされた蓋部材３８等が配置されている。また、本実施形態では、蓋部材３８の側面部には、画像データＧ（後述）を、後述するコンソール５８（図１１参照）等の外部装置に無線で転送するための通信手段であるアンテナ装置３９が埋め込まれている。なお、画像データＧを外部装置に有線方式で転送するように構成することも可能であり、その場合は、例えば、通信手段として、ケーブル等を差し込むなどして接続するための接続端子等が放射線画像撮影装置１の側面部等に設けられる。
【００２１】
また、図２に示すように、筐体２の内部には、基板４の下方側に図示しない鉛の薄板等を介して基台３１が配置され、基台３１には、電子部品３２等が配設されたＰＣＢ基板３３や緩衝部材３４等が取り付けられている。なお、本実施形態では、基板４やシンチレータ３の放射線入射面Ｒには、それらを保護するためのガラス基板３５が配設されている。
【００２２】
シンチレータ３は、基板４の後述する検出部Ｐに貼り合わされるようになっている。シンチレータ３は、例えば、蛍光体を主成分とし、放射線の入射を受けると３００〜８００ｎｍの波長の電磁波、すなわち可視光を中心とした電磁波に変換して出力するものが用いられる。
【００２３】
基板４は、本実施形態では、ガラス基板で構成されており、図３に示すように、基板４のシンチレータ３に対向する側の面４ａ上には、複数の走査線５と複数の信号線６とが互いに交差するように配設されている。基板４の面４ａ上の複数の走査線５と複数の信号線６により区画された各小領域ｒには、放射線検出素子７がそれぞれ設けられている。
【００２４】
このように、走査線５と信号線６で区画された各小領域ｒに二次元状に配列された複数の放射線検出素子７が設けられた領域ｒ全体、すなわち図３に一点鎖線で示される領域が検出部Ｐとされている。
【００２５】
本実施形態では、放射線検出素子７としてフォトダイオードが用いられているが、この他にも例えばフォトトランジスタ等を用いることも可能である。各放射線検出素子７は、図３や図４の拡大図に示すように、スイッチ素子であるＴＦＴ８のソース電極８ｓに接続されている。また、ＴＦＴ８のドレイン電極８ｄは信号線６に接続されている。
【００２６】
そして、ＴＦＴ８は、後述する走査駆動手段１５（図７参照）により、接続された走査線５にＯＮ電圧が印加され、ゲート電極８ｇにＯＮ電圧が印加されるとＯＮ状態となり、放射線検出素子７内で発生し蓄積されている電荷を信号線６に放出させるようになっている。また、ＴＦＴ８は、接続された走査線５にＯＦＦ電圧が印加され、ゲート電極８ｇにＯＦＦ電圧が印加されるとＯＦＦ状態となり、放射線検出素子７から信号線６への電荷の放出を停止して、放射線検出素子７内で発生した電荷を放射線検出素子７内に保持して蓄積させるようになっている。
【００２７】
ここで、本実施形態における放射線検出素子７やＴＦＴ８の構造について、図５に示す断面図を用いて簡単に説明する。図５は、図４におけるＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
【００２８】
図５に示すように、基板４の面４ａ上には、ＡｌやＣｒ等からなるＴＦＴ８のゲート電極８ｇが走査線５と一体的に積層されて形成されており、ゲート電極８ｇ上および面４ａ上に積層された窒化シリコン（ＳｉＮｘ）等からなるゲート絶縁層８１上のゲート電極８ｇの上方部分に、水素化アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）等からなる半導体層８２を介して、放射線検出素子７の第１電極７４と接続されたソース電極８ｓと、信号線６と一体的に形成されるドレイン電極８ｄとが積層されて形成されている。
【００２９】
ソース電極８ｓとドレイン電極８ｄとは、窒化シリコン（ＳｉＮｘ）等からなる第１パッシベーション層８３によって分割されており、さらに第１パッシベーション層８３は両電極８ｓ、８ｄを上側から被覆している。また、半導体層８２とソース電極８ｓやドレイン電極８ｄとの間には、水素化アモルファスシリコンにVI族元素をドープしてｎ型に形成されたオーミックコンタクト層８４ａ、８４ｂがそれぞれ積層されている。以上のようにしてＴＦＴ８が形成されている。
【００３０】
また、放射線検出素子７の部分では、基板４の面４ａ上に前記ゲート絶縁層８１と一体的に形成される絶縁層７１の上にＡｌやＣｒ等が積層されて補助電極７２が形成されており、補助電極７２上に前記第１パッシベーション層８３と一体的に形成される絶縁層７３を挟んでＡｌやＣｒ、Ｍｏ等からなる第１電極７４が積層されている。第１電極７４は、第１パッシベーション層８３に形成されたホールＨを介してＴＦＴ８のソース電極８ｓに接続されている。
【００３１】
第１電極７４の上には、水素化アモルファスシリコンにVI族元素をドープしてｎ型に形成されたｎ層７５、水素化アモルファスシリコンで形成された変換層であるｉ層７６、水素化アモルファスシリコンにIII族元素をドープしてｐ型に形成されたｐ層７７が下方から順に積層されて形成されている。
【００３２】
放射線画像撮影装置１の筐体２の放射線入射面Ｒから放射線が入射し、シンチレータ３で可視光等の電磁波に変換され、変換された電磁波が図中上方から照射されると、電磁波は放射線検出素子７のｉ層７６に到達して、ｉ層７６内で電子正孔対が発生する。放射線検出素子７は、このようにして、シンチレータ３から照射された電磁波を電荷に変換するようになっている。
【００３３】
また、ｐ層７７の上には、ＩＴＯ等の透明電極とされた第２電極７８が積層されて形成されており、照射された電磁波がｉ層７６等に到達するように構成されている。本実施形態では、以上のようにして放射線検出素子７が形成されている。なお、ｐ層７７、ｉ層７６、ｎ層７５の積層の順番は上下逆であってもよい。また、本実施形態では、放射線検出素子７として、上記のようにｐ層７７、ｉ層７６、ｎ層７５の順に積層されて形成されたいわゆるｐｉｎ型の放射線検出素子を用いる場合が説明されているが、これに限定されない。
【００３４】
放射線検出素子７の第２電極７８の上面には、第２電極７８を介して放射線検出素子７にバイアス電圧を印加するバイアス線９が接続されている。なお、放射線検出素子７の第２電極７８やバイアス線９、ＴＦＴ８側に延出された第１電極７４、ＴＦＴ８の第１パッシベーション層８３等、すなわち放射線検出素子７とＴＦＴ８の上面部分は、その上方側から窒化シリコン（ＳｉＮｘ）等からなる第２パッシベーション層７９で被覆されている。
【００３５】
図３や図４に示すように、本実施形態では、それぞれ列状に配置された複数の放射線検出素子７に１本のバイアス線９が接続されており、各バイアス線９はそれぞれ信号線６に平行に配設されている。また、各バイアス線９は、基板４の検出部Ｐの外側の位置で結線１０に結束されている。
【００３６】
本実施形態では、図３に示すように、各走査線５や各信号線６、バイアス線９の結線１０は、それぞれ基板４の端縁部付近に設けられた入出力端子（パッドともいう）１１に接続されている。各入出力端子１１には、図６に示すように、ＩＣ１２ａ等のチップが組み込まれたＣＯＦ（Chip On Film）１２が異方性導電接着フィルム（Anisotropic Conductive Film）や異方性導電ペースト（Anisotropic Conductive Paste）等の異方性導電性接着材料１３を介して接続されている。
【００３７】
また、ＣＯＦ１２は、基板４の裏面４ｂ側に引き回され、裏面４ｂ側で前述したＰＣＢ基板３３に接続されるようになっている。このようにして、放射線画像撮影装置１の基板４部分が形成されている。なお、図６では、電子部品３２等の図示が省略されている。
【００３８】
ここで、放射線画像撮影装置１の回路構成について説明する。
図７は本実施形態に係る放射線画像撮影装置１の等価回路を表すブロック図であり、図８は検出部Ｐを構成する１画素分についての等価回路を表すブロック図である。
【００３９】
前述したように、基板４の検出部Ｐの各放射線検出素子７は、その第２電極７８にそれぞれバイアス線９が接続されており、各バイアス線９は結線１０に結束されてバイアス電源１４に接続されている。バイアス電源１４は、結線１０および各バイアス線９を介して各放射線検出素子７の第２電極７８にそれぞれバイアス電圧を印加するようになっている。また、バイアス電源１４は、後述する制御手段２２に接続されており、制御手段２２は、バイアス電源１４から各放射線検出素子７に印加するバイアス電圧を制御するようになっている。
【００４０】
本実施形態では、バイアス線９の結線１０に、結線１０（バイアス線９）を流れる電流の電流量を検出する電流検出手段４３が設けられている。そして、前述したように、放射線画像撮影装置１に放射線が照射されると各放射線検出素子７のｉ層７６（図５参照）内で電子正孔対が発生し、それがバイアス線９や結線１０に流れ出して結線１０等に電流が流れるが、電流検出手段４３は、その結線１０を流れる電流の増減を検出して放射線の照射の開始や終了を検出できるようになっている。なお、本発明においては、電流検出手段４３は必ずしも設けられなくてもよい。
【００４１】
図７や図８に示すように、本実施形態では、放射線検出素子７のｐ層７７側（図５参照）に第２電極７８を介してバイアス線９が接続されていることからも分かるように、バイアス電源１４からは、放射線検出素子７の第２電極７８にバイアス線９を介してバイアス電圧として放射線検出素子７の第１電極７４側にかかる電圧以下の電圧（すなわちいわゆる逆バイアス電圧）が印加されるようになっている。
【００４２】
各放射線検出素子７の第１電極７４はＴＦＴ８のソース電極８ｓ（図７、図８中ではＳと表記されている。）に接続されており、各ＴＦＴ８のゲート電極８ｇ（図７、図８中ではＧと表記されている。）は、後述する走査駆動手段１５のゲートドライバ１５ｂから延びる走査線５の各ラインＬ１〜Ｌｘにそれぞれ接続されている。また、各ＴＦＴ８のドレイン電極８ｄ（図７、図８中ではＤと表記されている。）は各信号線６にそれぞれ接続されている。
【００４３】
走査駆動手段１５は、本実施形態では、ゲートドライバ１５ｂにＯＮ電圧とＯＦＦ電圧を供給する電源回路１５ａと、走査線５の各ラインＬ１〜Ｌｘに印加する電圧をＯＮ電圧とＯＦＦ電圧の間で切り替えて各ＴＦＴ８のＯＮ電圧印加状態とＯＦＦ電圧印加状態とを切り替えるゲートドライバ１５ｂとを備えている。
【００４４】
各信号線６は、読み出しＩＣ１６内に形成された各読み出し回路１７にそれぞれ接続されている。なお、読み出しＩＣ１６には１本の信号線６に１個ずつ読み出し回路１７が設けられている。
【００４５】
読み出し回路１７は、増幅回路１８と、相関二重サンプリング（Correlated Double Sampling）回路１９と、アナログマルチプレクサ２１と、Ａ／Ｄ変換器２０とで構成されている。なお、図７や図８中では、相関二重サンプリング回路１９はＣＤＳと表記されている。また、図８中では、アナログマルチプレクサ２１は省略されている。
【００４６】
本実施形態では、増幅回路１８はチャージアンプ回路で構成されており、オペアンプ１８ａと、オペアンプ１８ａにそれぞれ並列にコンデンサ１８ｂおよび電荷リセット用スイッチ１８ｃが接続されて構成されている。また、増幅回路１８には、増幅回路１８に電力を供給するための電源供給部１８ｄが接続されている。
【００４７】
また、増幅回路１８のオペアンプ１８ａの入力側の反転入力端子には信号線６が接続されており、増幅回路１８の入力側の非反転入力端子には基準電位Ｖ０が印加されるようになっている。なお、基準電位Ｖ０は適宜の値に設定され、本実施形態では、例えば０［Ｖ］が印加されるようになっている。
【００４８】
また、増幅回路１８の電荷リセット用スイッチ１８ｃは、後述する制御手段２２に接続されており、制御手段２２によりＯＮ／ＯＦＦが制御されるようになっている。各放射線検出素子７からのデータの読み出し処理時に、電荷リセット用スイッチ１８ｃがＯＦＦの状態で放射線検出素子７のＴＦＴ８にＯＮ電圧が印加されると（すなわち、ＴＦＴ８のゲート電極８ｇに走査線５を介して信号読み出し用のＯＮ電圧が印加されると）、当該放射線検出素子７から放出された電荷がコンデンサ１８ｂに流入して蓄積され、蓄積された電荷量に応じた電圧値がオペアンプ１８ａの出力側から出力されるようになっている。
【００４９】
増幅回路１８は、このようにして、各放射線検出素子７から出力された電荷量に応じて電圧値を出力して電荷電圧変換するようになっている。また、電荷リセット用スイッチ１８ｃがＯＮ状態とされると、増幅回路１８の入力側と出力側とが短絡されてコンデンサ１８ｂに蓄積された電荷が放電されて増幅回路１８がリセットされるようになっている。なお、増幅回路１８を、放射線検出素子７から出力された電荷に応じて電流を出力するように構成することも可能である。
【００５０】
なお、「放射線検出素子７からのデータの読み出し処理」については、放射線照射時における放射線検出素子７の蓄積電荷量に基づくデータとしての実写画像データＪの読み出し処理と、放射線の非照射時における放射線検出素子７の蓄積電荷量（暗電荷）に基づくデータとしての暗画像データＢ、ＢＨ１、ＢＨ２等があるが、これらを総称して「放射線検出素子７からのデータの読み出し処理」と記載することとする。
また、「データＤ」という場合には、実画像データＪと暗画像データＢ、ＢＨ１、ＢＨ２とを総称して示すものとし、「画像データＧ」という場合には、実画像データＪが暗画像データＢに基づいて補正されたデータを示すものとする。
【００５１】
各放射線検出素子７からのデータの読み出し処理時に、各放射線検出素子７から電荷が読み出され、増幅回路１８で電荷電圧変換されて出力された電圧値は、相関二重サンプリング回路１９でサンプリング処理されてデータＤとして下流側に出力される。そして、相関二重サンプリング回路１９から出力された各放射線検出素子７のデータＤは、アナログマルチプレクサ２１（図７参照）に送信され、アナログマルチプレクサ２１から順次Ａ／Ｄ変換器２０に送信される。そして、Ａ／Ｄ変換器２０で順次デジタル値のデータＤに変換されて記憶手段４０に出力されて順次保存されるようになっている。
【００５２】
なお、本実施形態では、各放射線検出素子７からのデータの読み出し処理の際には、ＯＮ電圧が印加される走査線５の各ラインＬ１〜Ｌｘが順次切り替えられながら、上記のような各放射線検出素子７からのデータの読み出し処理が行われるようになっている。
【００５３】
［制御手段］
ここで、本実施形態における制御手段２２の構成について、図７及び図８を参照しつつ説明する。
本実施形態では、制御手段２２には、不揮発性の記憶手段４０、前述したアンテナ装置３９が接続されている。
また、制御手段２２には、検出部Ｐや走査駆動手段１５、読み出し回路１７、記憶手段４０、バイアス電源１４等の各部材に電力を供給するためのバッテリ４１が接続されている。また、バッテリ４１には、クレードル等の図示しない充電装置からバッテリ４１に電力を供給してバッテリ４１を充電する際の接続端子４２が取り付けられている。
【００５４】
前述したように、制御手段２２は、バイアス電源１４を制御してバイアス電源１４から各放射線検出素子７に印加するバイアス電圧を設定したり、読み出し回路１７の増幅回路１８の電荷リセット用スイッチ１８ｃのＯＮ／ＯＦＦを制御したり、相関二重サンプリング回路１９にパルス信号を送信して、そのサンプルホールド機能のＯＮ／ＯＦＦを制御する等の各種の処理を実行するようになっている。
【００５５】
また、制御手段２２は、各放射線検出素子７のリセット処理時や放射線画像撮影後の各放射線検出素子７からのデータＤの読み出し時に、走査駆動手段１５に対して、走査駆動手段１５から各走査線５を介して各ＴＦＴ８のゲート電極８ｇに印加する電圧をＯＮ電圧とＯＦＦ電圧との間で切り替えさせるためのパルス信号を送信するようになっている。
【００５６】
制御手段２２は、具体的には、図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等により構成されるコンピュータであり、放射線画像撮影装置１の各機能部の動作等を制御するようになっている。
ＲＯＭには、例えば撮影時の放射線画像撮影装置１の各構成の動作制御を行うための撮影制御プログラム、各放射線検出素子７の出力異常判定のための暗画像データ取得制御プログラム等が記憶されている。
なお、各種プログラムや情報等はＲＯＭに格納されている場合に限定されず、別途プログラムメモリ等を設けて、これに格納してもよい。
【００５７】
［制御手段：撮影動作制御］
ここで、撮影制御プログラムに基づいて制御手段２２が行う撮影動作制御について説明する。図９は撮影時の各工程を示す説明図である。
放射線画像撮影装置１は、撮影時には、放射線画像撮影システム５０内において、放射線発生装置５２（図１１参照）の放射線照射位置に設置される。
【００５８】
まず、制御手段２２は、予め、走査線５のラインＬ１〜Ｌｘに同時又は順次にＯＮ電圧を印加すると共に各々の電荷リセット用スイッチ１８ｃをＯＮ状態とし、各放射線検出素子７に蓄積されていた電荷のリセットを行う（図９：Ｋ１）。
【００５９】
そして、放射線発生装置５２がコンソール５８（図１１参照）の制御の下で放射線画像撮影装置１と同期して放射線の照射を開始し、制御手段２２は、全ての走査線５を通じて、それぞれの走査線５に接続されたＴＦＴ８に対して同時にＯＦＦ電圧を印加し、各放射線検出素子７について放射線の線量に応じて実写画像の電荷の蓄積を行う（図９：Ｋ２）。
実写画像の電荷の蓄積時間は、被写体である患者の身体の胸部や腹部等の撮影部位や放射線の線量等の撮影条件に応じて個々に適切な値に設定される。
例えば、制御手段２２に設定入力手段を併設し、任意の時間設定を可能としても良いし、撮影部位や放射線の線量等の個々の撮影条件に応じて好適な蓄積時間を定めたテーブルをＲＯＭ２３ｂに用意し、設定入力手段からの撮影条件の入力を受けて蓄積時間をテーブルから自動的に選択するよう構成しても良い。
【００６０】
そして、上記蓄積時間の経過を待って、各走査線５に順次にＯＮ電圧を印加することにより、各走査線５に接続された各放射線検出素子７は走査線５ごとに各増幅回路１８に電荷を放出し、蓄積電荷量に基づく電圧がＡ／Ｄ変換され、各放射線検出素子７の実写画像データＪとして記憶手段４０に順次保存させることで読み出し処理が行われる（図９：Ｋ３）。
なお、前述したように、全ての走査線５について同時にＯＦＦ電圧を印加して蓄積を開始する一方、走査線５に順次ＯＮ電圧を印加して読み出しを行い蓄積を終了するので、蓄積時間は走査線ごとに異なる。
【００６１】
そして、各放射線検出素子７の実写画像データＪが取得されると、制御手段２２は、再び、走査線５のラインＬ１〜Ｌｘに同時又は順次にＯＮ電圧を印加して各放射線検出素子７のリセットを行う（図９：Ｋ４）。
次に、各放射線検出素子７による暗画像の電荷蓄積処理を実行する。即ち、この暗画像の電荷蓄積処理は、コンソール５８の制御の下で放射線発生装置５２が放射線の非照射状態とされ、走査線ごとに上記撮影時と同じ蓄積時間で各放射線検出素子７について暗画像の電荷蓄積（暗電荷の蓄積）を行う（図９：Ｋ５）。その後、各コンデンサ１８ｂに蓄積された電荷量に応じた電圧値をＡ／Ｄ変換し、各放射線検出素子７の暗画像データＢとして読み出しが行われる（図９：Ｋ６）。
なお、Ｋ４〜Ｋ６の工程を繰り返し複数回実行し、毎回得られる各放射線検出素子７の暗画像データＢを平均化して得られる各放射線検出素子７ごとの暗画像データの平均値を正式な暗画像データＢとして採用することとしても良い。
【００６２】
この放射線画像撮影装置１では、放射線画像の撮影時に、各放射線検出素子７について上記処理により取得された実写画像データＪと当該撮影に付随して取得された暗画像データＢとがセットで外部装置であるコンソール５８に送信される。
コンソール５８では、各放射線検出素子７ごとに、実写画像データＪに対して暗画像データＢの差分を採ることでデータ値の補正を行い、各放射線検出素子７の画像データを取得する。
【００６３】
即ち、各放射線検出素子７は、その撮影時におけるリセット処理から読み出し処理までの間の蓄積時間において、各放射線検出素子７内に蓄積される暗電荷によるオフセット分がある。この暗電荷は、各放射線検出素子７自体の熱による熱励起等により発生するものであり、暗電荷によるオフセット分は各放射線検出素子７ごとに異なる値となっている。
そして、各放射線検出素子７の実写画像データＪは、放射線の照射に由来する電荷（すなわち本来検出すべき電荷）に、各放射線検出素子７自体の熱による熱励起等に由来する電荷（暗電荷）が重畳して含まれた状態で検出が行われている。
従って、放射線画像撮影装置１は、放射線を照射しない状態で各放射線検出素子７について、各素子自体の熱による熱励起等により発生する暗電荷を暗画像データＢとして検出し、実写画像データＪと共にコンソール５８に送信して、コンソール５８側で実写画像データＪから暗電荷の重畳分のオフセットを除去することを可能としている。
【００６４】
なお、上記撮影時の暗画像データＢの取得処理（Ｋ４〜Ｋ６）については各放射線検出素子７自体の熱による熱励起等に由来する暗電荷の検出のために行うものであるため、各放射線検出素子７の温度状態が実写画像データの取得時と近い状態にあることが望ましく、そのために、実写画像データＪの取得処理と暗画像データＢの取得処理とは時間的に隔たりがないよう連続的に行うことが望ましい。逆に処理が連続するのであれば、暗画像データＢの取得処理を先に行っても良い。
また、前述したように、複数回暗画像データを取得して、その平均値を正式な暗画像データＢとするような場合には、実写画像データＪの取得処理を挟んでその前後で暗画像データＢを取得し、それらを平均化しても良い。
【００６５】
［制御手段：出力異常判定のための暗画像データ取得制御］
次に、各放射線検出素子７の出力異常判定のための暗画像データを取得するための暗画像データ取得制御プログラムに基づいて制御手段２２が行う処理について説明する。図１０Ａ及び図１０Ｂは出力異常判定のための暗画像データ取得時の各工程を示す説明図である。
出力異常判定のための暗画像データの取得は、それぞれ長さが異なる第一の蓄積時間と第二の蓄積時間とで暗画像の電荷蓄積処理を行って暗画像データＢＨ１、ＢＨ２の取得が行われる。
【００６６】
なお、これらの出力異常判定のための暗画像データの取得は、放射線画像の撮影に付随して行われるものではないので、いつ実行するかについて特に制約を受けるものではない。例えば、制御手段２２に出力異常判定のための暗画像データの取得処理を実行させるための操作入力手段を併設し、操作により任意に実行する構成としても良いし、定期的且つ自動的に実行されるよう構成しても良い。但し、第一の蓄積時間に基づく出力異常判定のための暗画像データＢＨ１の取得と第二の蓄積時間に基づく出力異常判定のための暗画像データＢＨ２の取得とは連続して行われ、時間を隔てて実行されることがないようになっている。
また、この放射線画像撮影装置１では、各放射線検出素子７の出力異常判定のための暗画像データについては蓄積時間を異ならせて二種類取得するよう構成されているが、蓄積時間が異なるより多くの出力異常判定のための暗画像データを取得するようにしても良い。
【００６７】
図１０Ａに示す第一の蓄積時間での出力異常判定のための暗画像データＢＨ１の取得処理の際には、まず、制御手段２２は、予め、走査線５のラインＬ１〜Ｌｘに同時又は順次にＯＮ電圧を印加すると共に各々の電荷リセット用スイッチ１８ｃをＯＮ状態とし、各放射線検出素子７に蓄積されていた電荷のリセットを行う（図１０Ａ：Ｋ１１）。
【００６８】
そして、放射線の照射が行われない状況下で、制御手段２２は、全ての走査線５を通じて、それぞれの走査線５に接続されたＴＦＴ８に対して同時にＯＦＦ電圧を印加し、各放射線検出素子７について暗画像の電荷の蓄積を行う（図１０Ａ：Ｋ１２）。
このときの第一の蓄積時間は、少なくとも前述した撮影時の蓄積時間よりも長く設定されており、例えば、数倍から数十倍、或いはより長く設定しても良いが、暗電荷が飽和しない範囲を限度とすることが望ましい。例えば、前述の撮影時の蓄積時間は500[ms]、第一の蓄積時間は10[s]に設定される。
なお、前述したように、蓄積開始は全ての走査線で同時であるのに対し、蓄積終了は走査線ごとに異なるので、厳密には蓄積時間は走査線ごとに異なるが、説明が複雑になるので、ここでの蓄積時間は、例えば最初に蓄積が終了する走査線の蓄積時間を代表値として示す。
【００６９】
そして、各走査線５ごとに上記第一の蓄積時間の経過を待って、順番にＯＮ電圧を印加することにより、各放射線検出素子７の第一の蓄積時間に基づく出力異常判定のための暗画像データＢＨ１が検出され、記憶手段４０に順次保存させることで読み出し処理が行われる（図１０Ａ：Ｋ１３）。
【００７０】
なお、撮影動作制御のＫ４〜Ｋ６の工程の場合と同様に、Ｋ１１〜Ｋ１３の工程も繰り返し複数回実行し、毎回得られる各放射線検出素子７の暗画像データＢＨ１を平均化して得られる各放射線検出素子７ごとの暗画像データの平均値を正式な暗画像データＢＨ１として採用することとしても良い。
【００７１】
第二の蓄積時間での出力異常判定のための暗画像データＢＨ２の取得処理の各工程Ｋ２１〜Ｋ２３は、図１０Ｂに示すように、第二の蓄積時間が第一の蓄積時間よりも長く設定されている点を除いて全く同じであることから詳細な説明は省略する。
第二の蓄積時間は、少なくとも前述した第一の蓄積時間に一致しないことが要求される。ここでは、第二の蓄積時間は、例えば、第一の蓄積時間の二倍の20[s]に設定される。
なお、Ｋ１１〜Ｋ１３の工程の場合と同様に、Ｋ２１〜Ｋ２３の工程も繰り返し複数回実行し、毎回得られる各放射線検出素子７の暗画像データＢＨ２を平均化して得られる各放射線検出素子７ごとの暗画像データの平均値を正式な暗画像データＢＨ２として採用することとしても良い。
【００７２】
この放射線画像撮影装置１では、上記第一の蓄積時間に基づく出力異常判定のための暗画像データＢＨ１と第二の蓄積時間に基づく出力異常判定のための暗画像データＢＨ２とがセットで外部装置であるコンソール５８に送信される。
これら出力異常判定のための暗画像データＢＨ１，ＢＨ２におけるコンソール５８側での処理については後述する。
なお、第一の蓄積時間に基づく出力異常判定のための暗画像データＢＨ１と第二の蓄積時間に基づく出力異常判定のための暗画像データＢＨ２のそれぞれの取得処理は時間をおかずに連続して行われることが望ましいが、これらの取得処理の順番についてはいずれを先に行っても良い。
【００７３】
［放射線画像撮影システム］
次に、本実施形態における放射線画像撮影システム５０の構成について説明する。放射線画像撮影システム５０は、例えば、病院や医院内で行われる放射線画像撮影を想定したシステムであり、放射線画像として医療用の診断画像を撮影するシステムとして採用することができるが、必ずしもこれに限定されない。
【００７４】
図１１は、本実施形態における放射線画像撮影システム５０の全体構成を示す図である。放射線画像撮影システム５０は、図１１に示すように、例えば、放射線を照射して患者の一部である被写体（患者の撮影対象部位）の撮影を行う撮影室Ｒ１と、放射線技師等の操作者が被写体に照射する放射線の制御等の種々の操作を行う前室Ｒ２、及びそれらの外部に配置される。
【００７５】
撮影室Ｒ１には、前述した放射線画像撮影装置１を装填可能なブッキー装置５１や、被写体に照射する放射線を発生させる図示しないＸ線管球を備える放射線発生装置５２、放射線画像撮影装置１とコンソール５８とが無線通信する際にこれらの通信を中継する通信手段としての無線アンテナ５３を備えた基地局５４等が設けられている。
【００７６】
なお、図１１では、可搬型の放射線画像撮影装置１を立位撮影用のブッキー装置５１Ａや臥位撮影用のブッキー装置５１Ｂのカセッテ保持部５１ａに装填して用いる場合が示されているが、放射線画像撮影装置１はブッキー装置５１や支持台等と一体的に形成されたものであってもよい。また、図１１に示したように、放射線画像撮影装置１と基地局５４とをケーブルで接続し、ケーブルを介して有線通信でデータを送信することができるように構成することも可能である。
【００７７】
本実施形態では、撮影室Ｒ１には、放射線画像撮影装置１が持ち込まれた際に挿入されると放射線画像撮影装置１からカセッテＩＤを読み取って基地局５４を介してコンソール５８に通知するクレードル５５が備えられている。クレードル５５で放射線画像撮影装置１の充電等を行うように構成することも可能である。
【００７８】
また、前室Ｒ２には、放射線発生装置５２に対して放射線の照射開始等を指示するためのスイッチ手段５６等を備えた放射線の照射を制御する操作卓５７等が設けられている。
【００７９】
放射線画像撮影装置１の構成については前述したとおりであり、放射線画像撮影装置１は、上記のようにブッキー装置５１に装填されて用いられる場合もあるが、ブッキー装置５１には装填されず、いわば単独の状態で用いることもできるようになっている。
【００８０】
すなわち、放射線画像撮影装置１を単独の状態で例えば撮影室Ｒ１内に設けられたベッドや図１１に示すように臥位撮影用のブッキー装置５１Ｂ等の上面側に配置してその放射線入射面Ｒ（図１参照）上に被写体である患者の手等を載置したり、或いは、例えばベッドの上に横臥した患者の腰や足等とベッドとの間に差し込んだりして用いることもできるようになっている。この場合、例えばポータブルの放射線発生装置５２Ｂ等から、被写体を介して放射線画像撮影装置１に放射線を照射して放射線画像撮影が行われる。
【００８１】
本実施形態では、放射線画像撮影システム５０全体の制御を行うコンソール５８が、撮影室Ｒ１や前室Ｒ２の外側に設けられているが、例えば、コンソール５８を前室Ｒ２に設けるように構成することも可能である。
【００８２】
コンソール５８は、図示しないＣＰＵやＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力インターフェース等がバスに接続されたコンピュータ等で構成されている。ＲＯＭには所定のプログラムが格納されており、コンソール５８は、必要なプログラムを読み出してＲＡＭの作業領域に展開してプログラムに従って各種処理を実行し、前述したように放射線画像撮影システム５０全体の制御を行うようになっている。
【００８３】
コンソール５８には、前述した基地局５４や操作卓５７、ハードディスク等で構成された記憶手段５９等が接続されており、また、基地局５４を介してクレードル５５等が接続され、操作卓５７を介して放射線発生装置５２等が接続されている。また、コンソール５８には、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）やＬＣＤ（Liquid Crystal Display）等からなる表示画面５８ａが設けられており、その他、キーボードやマウス等の図示しない入力手段が接続されている。
【００８４】
コンソール５８は、基地局５４を介してクレードル５５から放射線画像撮影装置１のカセッテＩＤが通知されてくると、それを記憶手段５９に保存して、撮影室Ｒ１内に存在する放射線画像撮影装置１を管理するようになっている。
また、記憶手段５９には、放射線画像撮影装置１から受信した実写画像データＪ、これに付随する暗画像データＢ、第一の蓄積時間に基づく出力異常判定のための暗画像データＢＨ１、第二の蓄積時間に基づく出力異常判定のための暗画像データＢＨ２等の各種のデータに加えて、放射線画像撮影装置１の異常出力を行う放射線検出素子７の検出部Ｐ内の配置を示す欠陥素子マップが記憶されている。これらの各種データ及び欠陥素子マップは、登録されているカセッテＩＤごとに個々に管理されており、前述したカセッテＩＤの通知により対応するデータ又はマップが読み出されるようになっている。
【００８５】
放射線検出素子７は、検出部Ｐにおいて、数百万、数千万或いはそれ以上の数量のものが集積されて形成されており、それらの中には製造当初から出力が異常を示すものが含まれている。放射線検出素子７の出力異常としては、放射線の照射にもかかわらず全く電荷を出力しないもの、放射線の線量変化にかかわらず一定の出力しか行わないもの、一定線量の放射線の入射に対して毎回出力が異なり法則性を示さないもの等が挙げられる。
上記出力異常判定のための暗画像データＢＨ１，ＢＨ２で異常判定の対象となるのは、もっぱら放射線の線量変化にかかわらず一定の出力しか行わない放射線検出素子７であり（場合によってはランダムな出力を行う放射線検出素子７も検出可能）、異常判定により新たに出力異常と判定された放射線検出素子７について順次追記されるようになっている。
欠陥素子マップは、出力異常とされる放射線検出素子７の検出部Ｐにおける位置情報（位置座標）のみが記録されているものでも良いし、検出部Ｐの全ての放射線検出素子７について正常又は異常を示すデータが記録されているもので良い。
【００８６】
［放射線検出素子の出力異常判定処理］
コンソール５８のＣＰＵが放射線検出素子７の出力異常判定プログラムに従って行う出力異常判定の処理内容について図１２のフローチャートに基づいて説明する。
まず前提として、放射線画像撮影装置１において、放射線の非照射状態で各々の蓄積時間で出力異常判定のための暗画像データＢＨ１，ＢＨ２が取得され、コンソール５８はこれら暗画像データＢＨ１，ＢＨ２を放射線画像撮影装置１から受信して記憶手段５９に格納しているものとする。
【００８７】
コンソール５８は、記憶手段５９から二つの暗画像データＢＨ１，ＢＨ２の読み出しを行い（ステップＳ１１）、それらを差分して差分データΔＢＨを算出する（ステップＳ１２）。
即ち、各放射線検出素子７ごとに、暗画像データＢＨ２から暗画像データＢＨ１が減算され、各放射線検出素子７ごとの差分データΔＢＨが算出される。
【００８８】
図１３は上記差分算出処理を示す概念図である。図中で横軸の画素位置とは例えば走査線５に沿った放射線検出素子７の並び方向を示し、縦軸は暗画像データ又はその差分値を示す。
検出部Ｐにおける各放射線検出素子７は、いずれも放射線非照射の状態で蓄積される電荷量に応じた値であることから、入射線量の違いによるばらつきの影響は抑制される。また、特別な状態ではない限り各放射線検出素子７の温度差は少なく一定に近い状態であることから温度差による影響も少ないと考えられる。従って、正常な放射線検出素子７について画素位置ごとに暗画像データのばらつきが発生する要因の一つとしては走査線方向について個別に設けられた複数の読み出し回路１７の読み取りの際の特性の違いが考えられる。
暗画像データＢＨ１又はＢＨ２に対して出力異常を判定するための閾値を直接設定し、出力異常の判定を行うことは可能であるが、上述の読み出し回路１７ごとのばらつきの影響を考慮すると、判定の精度のある程度の低下は避けることが難しい。しかしながら、ステップＳ１２のように各暗画像データＢＨ１，ＢＨ２の差分をとることで読み出し回路１７ごとのばらつきがキャンセルされ、出力異常の値がばらつきの中に埋もれることなく、顕著に現れるので、判定の閾値をより正常値に近付けることができるようになり、出力異常の放射線検出素子７を精度良く判定することが可能である。
【００８９】
コンソール５８は、各放射線検出素子７の差分データΔＢＨが求まると、これら各差分データΔＢＨの標準偏差を算出する。そして、差分データΔＢＨの平均値をμ、標準偏差をσとした場合に、出力異常の判定のための差分データΔＢＨの上限の閾値をμ＋5σ、下限の閾値をμ−5σとする設定を行う（ステップＳ１３）。これにより、各放射線検出素子７の差分データΔＢＨの中で特異な値を識別することができる。
なお、σの係数は「5」に限らず、設定手段を設けて任意に設定入力可能としても良い。また、閾値そのものを任意に設定可能としても良い。
【００９０】
コンソール５８は、上記の閾値が設定されると、各放射線検出素子７の差分データΔＢＨについて順番に出力異常の判定を行う（ステップＳ１４）。
ここで、差分データΔＢＨの基データとなる各暗画像データＢＨ１，ＢＨ２がいずれも、各放射線検出素子７に対して通常の撮影時の蓄積時間よりも長い蓄積時間で電荷の蓄積を行ったことによる効果について図１４Ａ及び図１４Ｂに基づいて説明する。
図１４Ａは各放射線検出素子７の電荷の蓄積時間を通常の撮影時と同じくして暗画像の電荷蓄積を行った場合の暗画像データとその頻度（素子数）の対応関係を示す線図であり、図１４Ｂは各放射線検出素子７の電荷の蓄積時間を通常の撮影時よりも長く設定して暗画像の電荷蓄積を行った場合の暗画像データとその頻度（素子数）の対応関係を示す線図である。
各放射線検出素子７の電荷の蓄積時間を通常の撮影時と同じとした場合、例えば、出力異常である放射線検出素子７の暗画像データが分布の集中する値から大きく外れた値ｄ１を採る場合には、分布の集中する値から余裕を持って離れた値を閾値（例えば図示点線の値）とすることで出力異常となる放射線検出素子７を判別することが可能である。しかしながら、出力異常となりつつある放射線検出素子７の場合等、分布の集中する値に近い値ｄ２をとる場合まで判別して出力異常の判定を精度良く行おうとすると、正常な出力を行う放射線検出素子７との判別を可能とする閾値の設定が難しくなる。つまり、分布の集中する値に近い値を閾値として設定する必要があり、正常な放射線検出素子７まで出力異常と判定される可能性が高くなり、判定精度のある程度の低下は免れない。
しかしながら、暗画像の電荷蓄積の際の各放射線検出素子７の電荷の蓄積時間をより長くすると、分布の集中する値と出力異常の放射線検出素子７による暗画像データとの差も蓄積時間に応じて広げることができる。図１４Ｂの値ｄ３は前述の値ｄ２を出力した放射線検出素子７について蓄積時間の延長を行った結果の出力を示している。このように、蓄積時間の延長を図ると、正常な値と異常な値との判別が容易となり、閾値も適正な値をとりやすくなる。その結果、正常な放射線検出素子７まで出力異常と判定される可能性が低減され、判定精度の向上を図ることが可能となる。
【００９１】
なお、上記図１４Ａ及び図１４Ｂの例では、蓄積時間を長くすることにより異常出力の検出精度を高めるという効果について暗画像データそのものから判定する場合について例示したが、二つの暗画像データＢＨ１，ＢＨ２の差分値である差分データΔＢＨから各放射線検出素子７の出力異常を判定する場合についても同様のことがいえる。
なお、上述のように、暗画像の電荷蓄積の際の各放射線検出素子７の電荷の蓄積時間の延長のみでも出力異常の判定精度を向上させることが可能であるため、差分データを用いることなく、蓄積時間が通常よりも延長された暗画像データからの出力異常の判定のみで十分な精度が得られる場合には、暗画像データＢＨ１とＢＨ２の差分を求める工程であるステップＳ１２は省略することが可能である。従って、その場合には、各放射線検出素子７の暗画像データＢＨ１（又はＢＨ２）について標準偏差を求めて判定の閾値が算出され、さらには、当該閾値に基づいて各放射線検出素子７の暗画像データＢＨ１（又はＢＨ２）に対する判定が行われることとなる。
【００９２】
コンソール５８は、上記判定において出力異常とした場合には、記憶手段５９内の欠陥素子マップに対してその放射線検出素子７の登録を行う（ステップＳ１５）。欠陥素子マップが例えば、前述したように出力異常である放射線検出素子７の位置情報のみを記録したものである場合には、コンソール５８は、出力異常と判定された放射線検出素子７の位置情報又はアドレス等をマップに追記する処理を実行する。
また、欠陥素子マップが例えば、前述したように全ての放射線検出素子７について正常か異常かを示す情報を記録したものである場合には、出力異常と判定された放射線検出素子７についてその記録を異常を示すものに書き換える処理を実行する。
このようにコンソール５８は、出力異常判定プログラムを実行することにより「出力異常判定手段」及び「登録手段」として機能することとなる。
【００９３】
［画像表示制御］
コンソール５８のＣＰＵが画像表示制御プログラムに従って行う画像表示制御の処理内容について図１５のフローチャートに基づいて説明する。
コンソール５８は、記憶手段５９から各放射線検出素子７における実写画像データＪ及びこれに付随して取得された実写画像データを補正するための暗画像データＢの読み出しを行い（ステップＳ２１）、それらを差分して暗電荷のオフセット成分を除いた画像データを算出する（ステップＳ２２）。
なお、各放射線検出素子の画像データに対して、さらに、各放射線検出素子７の感度特性の補正（キャリブレーション）を周知の手法に従って実行しても良い。
【００９４】
次に、コンソール５８は、記憶装置５９内の欠陥素子マップを参照し、出力異常の放射線検出素子７を特定する。そして、出力異常の放射線検出素子７を特定すると、その周囲の放射線検出素子７の画像データから補間処理を行う（ステップＳ２３）。補間処理の方法の一例を図１６に示す。図示のように、出力異常の放射線検出素子７の画像データをＧ（ｍ，ｎ）とすると（ｍは走査線５の方向の位置座標、ｎは信号線６の方向の位置座標とする）、その周囲八つの放射線検出素子７の画像データＧ（ｍ−１，ｎ−１）、Ｇ（ｍ−１，ｎ）、Ｇ（ｍ−１，ｎ＋１）、Ｇ（ｍ，ｎ−１）、Ｇ（ｍ，ｎ＋１）、Ｇ（ｍ＋１，ｎ−１）、Ｇ（ｍ＋１，ｎ）、Ｇ（ｍ＋１，ｎ＋１）の平均を算出し、Ｇ（ｍ，ｎ）の値に置換する処理を行う。なお、走査線５の方向に隣接する二つの画像データＧ（ｍ，ｎ−１）、Ｇ（ｍ，ｎ＋１）の平均値や信号線６の方向に隣接する二つの画像データＧ（ｍ−１，ｎ）、Ｇ（ｍ＋１，ｎ）の平均値で置換したり、その他の周知の方法により置換しても良い。
【００９５】
そして、補正処理と補間処理が行われた画像データに基づいてコンソール５８は、表示画面５８ａに画像表示を実行する（ステップＳ２４）。
【００９６】
［発明の実施形態の効果］
以上のように、本実施形態で示した放射線画像撮影装置１及びこれを構成の一部として含んでいる放射線画像撮影システム５０では、その制御手段２２が放射線の非照射時（いわゆる暗電荷の取得時）に各放射線検出素子７について撮影時よりも長い蓄積時間で蓄積した電荷に基づいて読み出し回路１７から放射線検出素子７の出力異常判定のための暗画像データＢＨ１，ＢＨ２を取得するよう制御を行っている。
前述したように、暗画像の電荷蓄積の際の各放射線検出素子７の電荷の蓄積時間をより長くすると、正常な放射線検出素子７の暗画像データの分布が集中する値と出力異常の放射線検出素子７による暗画像データとの差をその蓄積時間に応じて広げることが可能となる。
これにより、正常な値と異常な値との判別が容易となり、閾値も適正な値をとりやすくなる。その結果、正常な放射線検出素子７まで出力異常と判定される可能性が低減され、判定精度の向上を図ることが可能となる。
さらに、異常を生じつつも正常な値に近い暗画像データを出力する放射線検出素子７についても正常な放射線検出素子７から分離して識別することが可能となり、例えば、もともと正常であった放射線検出素子７が徐々に異常となりつつある場合でも早期にこれを判定により異常と判定することができ、出力異常の放射線検出素子７を監視するためのメンテナンスの頻度を低減することも可能となる。
【００９７】
さらに、放射線画像撮影装置１の制御手段２２は、各放射線検出素子７について、蓄積時間を変えて複数（この実施形態では二つ）の出力異常判定のための暗画像データＢＨ１，ＢＨ２を求め、これを外部装置としてのコンソール５８に送信している。
このため、コンソール５８側では、二つの暗画像データＢＨ１，ＢＨ２について各放射線検出素子７ごとに差分データΔＢＨを求めることが可能となる。
かかる場合、前述したように、差分データΔＢＨは、複数ある読み出し回路１７における出力特性のばらつきの影響をキャンセルすることができ、これによりばらつきの低減された差分データΔＢＨの中で出力異常である放射線検出素子７の出力に基づく差分データΔＢＨを顕著なものとして識別することが容易となり、出力異常の放射線検出素子７の判定精度をさらに向上させることが可能となる。
【００９８】
また、前述したように、各放射線検出素子７の暗画像データＢＨ１，ＢＨ２については、それぞれ複数回の蓄積により複数のデータを取得し、それらの平均値を正式な暗画像データＢＨ１，ＢＨ２としても良いが、そのように平均化を図った場合には、いずれも横引きノイズ等のノイズ成分を除去することができ、さらに、出力異常となる放射線検出素子７の検出を精度良く行うことを可能としている。
【００９９】
［放射線画像撮影装置の他の例］
上述した放射線画像撮影装置１では、放射線検出素子の出力異常判定のための暗画像データＢＨ１，ＢＨ２を取得する処理を行うと、これらの暗画像データＢＨ１，ＢＨ２を全てコンソール５８側に送信し、暗画像データＢＨ１，ＢＨ２から出力異常とされる放射線検出素子７の判定及び欠陥素子マップの登録は全てコンソール５８にゆだねる構成となっていたが、放射線画像撮影装置が欠陥素子マップを記憶保持し、暗画像データＢＨ１，ＢＨ２から出力異常とされる放射線検出素子７の判定を行い、欠陥素子マップへの登録までを行う構成としても良い。
図１７は、そのような放射線画像撮影装置１００の構成を示すブロック図である。放射線画像撮影装置１００は、前述の放射線画像撮影装置１と同様の構成を全て備えている。従って、かかる放射線画像撮影装置１００の説明において、放射線画像撮影装置１と同じ構成について同じ符号を付して説明は省略するものとする。また、図１７では、検出部Ｐ、ゲートドライバ１５ｂ及び電源回路１５ａの図示は省略している。
【０１００】
放射線画像撮影装置１００は制御手段１２２を備え、かかる制御手段１２２は前述の制御手段２２と同様に、ＣＰＵ１２３，ＲＡＭ１２４，ＲＯＭ１２５を備えている。
また、この制御手段１２２は、プログラムメモリ１２６を具備しており、前述の図９の工程を実行するための撮影制御プログラム１２７と前述の図１０Ａ及び図１０Ｂの工程を実行するための暗画像データ取得制御プログラム１２８とを記憶している。
【０１０１】
さらに、放射線画像撮影装置１００の重要な特徴として、上記プログラムメモリ１２６に、前述したコンソール５８のＣＰＵが処理を行っていた出力異常判定プログラム１２９を記憶している。
出力異常判定プログラム１２９はコンソール５９のＣＰＵが実行する図１２の処理と同じ処理を実行するためのプログラムであり、これにより、放射線画像撮影装置１００では、当該装置が保有する検出部Ｐについて出力異常の放射線検出素子７を特定することが可能となっている。また、これにより、欠陥素子マップＭに対して出力異常とされる放射線検出素子７について登録を行うことが可能となっている。
つまり、出力異常判定プログラム１２９を実行する制御手段２２は、「出力異常判定手段」及び「登録手段」として機能することとなる。
従って、制御手段１２２に併設された記憶手段１４０には、各放射線検出素子７についての実写画像データＪ、暗画像データＢ、出力異常判定のための暗画像データＢＨ１，ＢＨ２に加えて、出力異常判定プログラム１２９の実行の過程で求められる差分データΔＢＨ、欠陥素子マップＭを記憶する構成となっている。
【０１０２】
なお、この放射線画像撮影装置１００は、図１５のステップＳ２１〜Ｓ２３までと同じ処理を実行し、補間処理を行った画像データＧがアンテナ装置３９を通じてコンソール５８に送信されるようになっている。
従って、記憶手段１４０には、補間処理まで完了した一画面分の画像データＧが記憶される構成となっている。
【０１０３】
このように、放射線画像撮影装置１００で画像データＧまで求めてしまうので、コンソール５８側の処理負担を軽減することが可能となる。
また、この放射線画像撮影装置１００では、欠陥素子マップＭを保有して、自己処理により出力異常となる放射線検出素子７の情報を管理することができるので、コンソール５８側での個々の放射線画像撮影装置１００についての管理を不要とすることも可能である。
また、放射線画像撮影装置１００側でもコンソール５８側でも欠陥素子マップＭを双方で管理する構成としても良い。その場合には、この放射線画像撮影装置１００において、欠陥素子マップＭの登録内容が更新されるたびに、コンソール５８に欠陥素子マップＭのデータを送信するように構成しても良い。
【０１０４】
また、上記放射線画像撮影装置１００以外の放射線画像撮影装置の他の例としては、前述した放射線画像撮影装置１において、各放射線検出素子７について実写画像データＪから暗画像データＢを差分して補正済みの画像データを算出し、実写画像データＪと暗画像データＢに替えて補正済みの画像データをコンソール５８に送信するもの、或いは、各放射線検出素子７について暗画像データＢＨ１とＢＨ２との差分データΔＢＨを算出し、暗画像データＢＨ１とＢＨ２に替えて差分データΔＢＨをコンソール５８に送信するもの、或いはこれら両方を実施するものが考えられる。これらの構成とすることで放射線画像撮影装置からコンソール５８側へのデータ送信量を低減することができ、転送時間を短縮することが可能となる。
【０１０５】
［欠陥画素マップ作成システム］
次に、本実施形態に係る欠陥画素マップ作成システム２００の構成について説明する。
欠陥画素マップ作成システム２００は、例えば、放射線画像撮影装置１の出荷前に行う出荷検査時に、放射線照射を伴う検査を実施することで欠陥画素を判定して欠陥画素マップを作成するシステムである。
【０１０６】
図１８は、欠陥画素マップ作成システム２００の全体構成を示す図である。
欠陥画素マップ作成システム２００は、図示のように、放射線撮影装置１における筐体２に格納する前段階の基板４を対象として、欠陥画素マップの作成を行うものである。
即ち、当該基板４は、検出部Ｐ、シンチレータ３等の基板４の両面に直接設けられる全ての構成（図２における筐体２の内部構成全体）が既に搭載又は形成された状態であって、ＣＯＦ１２、基板３３、走査駆動手段１５、読み出しＩＣ１６、制御手段２２、記憶手段４０、アンテナ装置３９等も全て搭載されており、電源が供給されれば放射線画像の撮影が可能な状態である。以下の説明では、これらの構成を総括的に「検出機能部４Ａ」というものとする。
なお、基板４には、通常、リチウムイオンキャパシタ等の電気二重層キャパシタ、リチウムイオン電池等の二次電池がバッテリ４１として搭載されるが、これらは、欠陥画素マップ作成におけるエイジングステップ（後述）における加熱による破壊、劣化などの影響を回避するために、バッテリ４１は事前に取り外すか搭載前の段階で欠陥画素マップ作成を行う。
【０１０７】
欠陥画素マップ作成システム２００は、主に、上記検出機能部４Ａを格納する加温部としての恒温槽２１０と、欠陥画素マップ作成装置２２０とから構成される。
恒温槽２１０は、内部に検出機能部４Ａを収容することが可能であり、高い密閉性と断熱性とを備え、また、外部からの可視光、放射線を含む電磁波を遮断して内部を暗室とすることが可能となっている。
また、恒温槽２１０は、内部を昇温させるヒータ２１１と、内部の温度検出を行う温度センサ２１２と、収容された検出機能部４Ａに対して各部に必要な電力を供給するための電源回路２１３と、収容された検出機能部４Ａのアンテナ装置３９を通じて無線通信を行う通信部２１４とを備えている。
【０１０８】
ヒータ２１１及び温度センサ２１２はコントローラ２１５に接続されており、当該コントローラは恒温槽２１０の内部温度の設定入力を行うことが可能である。そして、コントローラは、温度センサ２１２の検出温度に基づいてヒータ２１１の加熱制御を行い、恒温槽２１０内を設定温度に維持する制御を行う。
【０１０９】
また、前述したように、検出機能部４Ａは、バッテリ４１を搭載しない状態で恒温槽２１０内に収容される。このため、電源回路２１３は、恒温槽２１０内に収容された検出機能部４Ａが放射線画像撮影を実行可能となるように、検出機能部４Ａに電源の供給を行う。電源回路２１３は、恒温槽２１０の外部に配置され、配線を通じて槽内の給電コネクタ２１３Ａを介して検出機能部４Ａに給電を行う。なお、給電コネクタ２１３Ａは、バッテリ４１を基板４に接続するコネクタと同型のものであり、バッテリ４１を外した状態で替わりに給電コネクタ２１３Ａを接続することができ、これにより、検出機能部４Ａの各部に電源の供給が行われる。
【０１１０】
通信部２１４は、恒温槽２１０の内部にアンテナを配した無線装置であって、検出機能部４Ａ側のアンテナ装置３９を通じて当該検出機能部４Ａとの無線の送信及び受信を可能としている。そして、この通信部２１４は、欠陥画素マップ作成装置２２０に通信ケーブルで接続されており、後述する欠陥画素マップ作成装置２２０の制御手段２２１から検出機能部４Ａへ制御指令を送信したり、検出機能部４Ａが取得した暗画像データを受信して欠陥画素マップ作成装置２２０に送信することを可能としている。
【０１１１】
欠陥画素マップ作成装置２２０は、恒温槽２１０内で加熱された状態の検出機能部４Ａを制御してエイジング処理と各放射線検出素子７の出力異常判定のための暗画像データＢＨ３，ＢＨ４を取得する処理とを順番に実行させ、取得した暗画像データＢＨ３，ＢＨ４から出力異常の放射線検出素子７を特定し、出力異常の放射線検出素子７について欠陥画素マップＭの作成を行う。
【０１１２】
欠陥画素マップ作成装置２２０は、制御手段２２１と各種データの記憶手段２３０とを備え、当該制御手段２２１は、ＣＰＵ２２２，ＲＡＭ２２３，ＲＯＭ２２４を備えている。
また、この制御手段２２１は、プログラムメモリ２２５を具備しており、後述するエイジング処理を検出機能部４Ａに実行させるためのエイジング制御プログラム２２７と各放射線検出素子７の出力異常判定のための暗画像データＢＨ３，ＢＨ４を取得するためのデータ取得処理を検出機能部４Ａに実行させるための暗画像データ取得制御プログラム２２８と、取得した暗画像データＢＨ３，ＢＨ４から出力異常の放射線検出素子７を特定し、出力異常の放射線検出素子７について欠陥画素マップＭの作成を行う出力異常判定プログラム２２９とを記憶している。
【０１１３】
（欠陥画素マップ作成方法）
以下、制御手段２２１のＣＰＵ２２２が、上記エイジング制御プログラム２２７、暗画像データ取得制御プログラム２２８、出力異常判定プログラム２２９を順番に実行することにより行われる欠陥画素マップ作成方法について、図１９のフローチャートに基づいて説明する。
【０１１４】
まず、制御手段２２１は、エイジング制御プログラム２２７を実行することにより、ヒータ２１１による恒温槽２１０内の設定温度（例えば摂氏60度）への加温を開始させると共に、通信部２１４を通じて、検出機能部４Ａの制御手段２２にエイジング処理を実行させる制御指令を送信する（ステップＳ３１：エイジングステップ）。
【０１１５】
上記エイジング処理は、各放射線検出素子７の蓄積電荷のリセットと、電荷の蓄積と、電荷の読み出し動作（電荷の放出動作）とを所定の継続時間中に繰り返し実行する処理である。具体的には、検出機能部４Ａは、走査線５のラインＬ１〜ＬｘへのＯＮ電圧の印加と各電荷リセット用スイッチ１８ｃのＯＮ状態への切り替えとによる各放射線検出素子７の蓄積電荷のリセットと、各電荷リセット用スイッチ１８ｃのＯＦＦ及び各ＴＦＴ８へのＯＦＦ電圧の印加により各放射線検出素子７による電荷の蓄積と、各ＴＦＴ８へのＯＮ電圧の印加による各放射線検出素子７の蓄積電荷の読み出し（電荷の放出）とを複数回繰り返し実行させる。
制御手段２２１は、検出機能部４Ａに対して、上記リセット、電荷蓄積、電荷の読み出しを繰り返し実行させることにより、「エイジング制御部」として機能するものである。
【０１１６】
上記リセット、蓄積、読み出しの各動作は実際の放射線画像の通常の撮影時の動作よりも短いサイクルで実行される。また、上記サイクルは所定時間繰り返して実行される。かかる繰り返しの継続時間は例えば、１０から２０時間程度である。
また、上記各放射線検出素子７の電荷の蓄積は、恒温槽２１０内において放射線の非照射状態で行われるため、暗電荷が蓄積されることなるが、エイジング処理における各放射線検出素子７の電荷の蓄積は暗電荷に限るものではなく、例えば、放射線の照射状態で行っても良い。
また、各放射線検出素子７の蓄積電荷の読み出し動作は、データ取得を目的とするものではなく、電荷の放出動作を行わせることが目的であるため、Ａ／Ｄ変換及び変換されたデータの保存は行われない。
【０１１７】
上記エイジング処理によって、加温された状態で、リセット、電荷の蓄積、電荷の読み出しが繰り返し行われることにより、各放射線検出素子７の中で、例えば、成膜時に異物が混入して素子の電極間でリークパスが発生しつつある欠陥画素の予備軍となる放射線検出素子７に対してリークを進行させ、出力異常を進行させることが可能である。
即ち、後発的に出力異常を生じる放射線検出素子７について、出力異常の早期発見が可能となる。
【０１１８】
次に、暗画像データ取得制御プログラム２２８を実行することにより、制御手段２２１は、ヒータ２１１をＯＦＦすると共に、通信部２１４を通じて、検出機能部４Ａの制御手段２２に、暗画像データＢＨ３，ＢＨ４の取得制御を行わせる制御指令を送信する（ステップＳ３２：暗画像データ取得ステップ）。
上記暗画像データＢＨ３，ＢＨ４の取得制御は、図１０Ａ及び図１０Ｂに示した暗画像データＢＨ１，ＢＨ２の取得の場合とほぼ同様の動作制御が行われる。
【０１１９】
即ち、検出機能部４Ａの制御手段２２は、各放射線検出素子７の電荷のリセットを行い、放射線の非照射状態で第三の蓄積時間で暗画像の電荷の蓄積を行い、各放射線検出素子７について読み出し処理を実行する。
このとき、上記第三の蓄積時間は、撮影時の蓄積時間は撮影時の蓄積時間よりも長くする。具体的には、第三の蓄積時間は図１０Ａの第一の蓄積時間と同じ10[s]に設定されている。
そして、各放射線検出素子７の第三の蓄積時間に基づく出力異常判定のための暗画像データＢＨ３を取得すると、アンテナ装置３９を通じて暗画像データＢＨ３を欠陥画素マップ作成装置２２０の制御手段２２１に送信する。
これにより、制御手段２２１は、暗画像データＢＨ３を記憶手段２３０に保存する。
【０１２０】
次いで、検出機能部４Ａの制御手段２２は、各放射線検出素子７の電荷のリセットを行い、放射線の非照射状態で第四の蓄積時間で暗画像の電荷の蓄積を行い、各放射線検出素子７について読み出し処理を実行し、各放射線検出素子７の第四の蓄積時間に基づく出力異常判定のための暗画像データＢＨ４を取得し、欠陥画素マップ作成装置２２０の制御手段２２１に送信する。
なお、第四の蓄積時間は、第三の蓄積時間と異なる長さで、且つ、撮影時の蓄積時間より長い時間に設定されている。具体的には、第四の蓄積時間は図１０Ｂの第二の蓄積時間と同じ20[s]に設定されている。
そして、制御手段２２１は、暗画像データＢＨ４を記憶手段２３０に保存する。
制御手段２２１は、検出機能部４Ａから、出力異常判定のための暗画像データＢＨ３，ＢＨ４を取得する制御を実行することにより、「暗画像データ取得制御部」として機能するものである。
【０１２１】
次に、出力異常判定プログラム２２９を実行することにより、制御手段２２１は、記憶手段２３０から二つの暗画像データＢＨ３，ＢＨ４の読み出しを行い、それらを差分して差分データΔＢＨ２を算出する（ステップＳ３３：差分ステップ）。
即ち、暗画像データＢＨ４から暗画像データＢＨ３が減算され、各放射線検出素子７ごとの出力値の差分値からなる差分データΔＢＨ２が算出される。
【０１２２】
これにより、前述した図１３の場合と同様にして、複数ある読み出し回路１７の読み取りの際の特性の違いによるばらつきがキャンセルされ、後に行われる各放射線検出素子７の出力異常の判定において、出力異常の値を顕著に見いだすことが可能である。
制御手段２２１は、暗画像データＢＨ３とＢＨ４の差分算出を行うことにより、「差分算出部」として機能するものである。
【０１２３】
次いで、制御手段２２１は、出力異常判定プログラム２２９により、各放射線検出素子７の差分データΔＢＨ２が求まると、これら各差分データΔＢＨ２の平均値μと標準偏差σとから、出力異常の判定のための差分データΔＢＨ２の上限の閾値μ＋5σ、下限の閾値μ−5σを算出する（ステップＳ３４）。
なお、この場合も、σの係数は「5」に限らず、設定手段を設けて任意に設定入力可能としても良い。また、閾値そのものを任意に設定可能としても良い。
さらに、制御手段２２１は、上記の閾値が設定されると、各放射線検出素子７の差分データΔＢＨ２について順番に出力異常の判定を行う（ステップＳ３５：判定ステップ）。
【０１２４】
前述したように、この欠陥画素マップ作成システム２００では、検出機能部４Ａに対してエイジング処理を行ってから暗画像データを取得している。
図２０Ａは検出機能部４Ａにエイジング処理を行っていない場合の各放射線検出素子７の出力値とその頻度（素子数）の対応関係を示す線図であり、図２０Ｂは検出機能部４Ａにエイジング処理を行った場合の各放射線検出素子７の出力値とその頻度（素子数）の対応関係を示す線図である。
これらの線図を比較すると分かるように、例えば、異物混入により小さなリークパスを生じているが、まだ異常といえない値ｄ４を出力しているような放射線検出素子７に対して、エイジング処理で蓄積、読み出し等を繰り返すことにより、リークを積極的に進行させて、明らかに異常と識別することが可能な値ｄ５を出力させることができる。
つまり、正常な範囲に閾値を近づけることなく、後発的に異常を生じる放射線検出素子７を識別することが可能となり、正常な放射線検出素子７まで出力異常と判定される可能性が低減され、判定精度の向上を図ることが可能となる。
【０１２５】
なお、上記図２０Ａ及び図２０Ｂの例では、エイジング処理の有無による出力値の分布を例示したが、二つの暗画像データＢＨ３，ＢＨ４の差分値である差分データΔＢＨ２から各放射線検出素子７の出力異常を判定する場合についても同様のことがいえる。
制御手段２２１は、暗画像データＢＨ３，ＢＨ４の差分データから各放射線検出素子７の出力異常判定を行うことにより、「判定部」として機能するものである。
【０１２６】
次いで、制御手段２２１は、出力異常判定プログラム２２９を実行することにより、出力異常と判定した放射線検出素子７について、記憶手段２３０内の欠陥素子マップＭに対してその放射線検出素子７の登録を行う（ステップＳ３６：欠陥画素マップ作成ステップ）。
欠陥素子マップが例えば、出力異常である放射線検出素子７の位置情報を記録したものでも良いし、全ての放射線検出素子７について正常か異常か（いずれの放射線検出素子７が異常であるか）を示す情報を記録したものでもよい。
制御手段２２１は、欠陥画素マップの登録を行うことにより「欠陥画素マップ作成部」として機能するものである。
【０１２７】
以上のように、欠陥画素マップ作成システム２００では、検出機能部４Ａに対してエイジング処理を実行してから各放射線検出素子７の出力値の異常の判定を行うので、当初の段階では、異常出力とは見なされない後発的に異常出力を生じるであろう放射線検出素子７の異常状態を積極的に進行させて早期発見を行うことが可能となる。
そして、後発的に異常となる放射線検出素子７の発生数を低減することができるため、使用開始以降の放射線画像撮影装置１のメンテナンス負担を低減することが可能である。
【０１２８】
また、検出機能部４Ａを収容する恒温槽２１０を備え、検出機能部４Ａに対するエイジング処理を高温状態で行うことができるため、少ない処理繰り返し数でエイジングを効率的に進行させることができ、各放射線検出素子７の異常の発見精度を向上させることが可能である。
なお、恒温槽２１０による検出機能部４Ａの温度設定については、通常の使用環境温度である常温よりも高ければ良く、前述の例に限定されるものではない。また、設定温度は、放射線画像撮影装置１の複数回の使用時に検出機能部４Ａの各構成の発熱により到達する筐体２内の連続使用温度と等しく設定しても良い。
【０１２９】
なお、本発明は上記の実施形態及び他の例に限定されず、本発明の趣旨から逸脱しない限り、適宜変更可能であることはいうまでもない。
【産業上の利用可能性】
【０１３０】
放射線画像撮影を行う分野（特に医療分野）において利用可能性がある。
【符号の説明】
【０１３１】
１，１００  放射線画像撮影装置
４Ａ  検出機能部
５  走査線
６  信号線
７  放射線検出素子（画素）
１７  読み出し回路
２２  制御手段
３９  アンテナ装置（通信手段）
４０記憶手段
５０  放射線画像撮影システム
５３  無線アンテナ（通信手段）
５８  コンソール（外部装置、出力異常判定手段、登録手段）
５９  記憶手段
１２２  制御手段（出力異常判定手段、登録手段）
２００  欠陥画素マップ作成システム
２１０  恒温槽（加温部）
２２０  欠陥画素マップ作成装置
２２１  制御手段
Ｂ  実写画像データを補正するための暗画像データ
ＢＨ１，ＢＨ２，ＢＨ３，ＢＨ４  放射線検出素子の出力異常判定のための暗画像データ
ΔＢＨ，ΔＢＨ２  差分データ
Ｇ  画像データ
Ｊ  実写画像データ
Ｍ  欠陥素子マップ
Ｐ  検出部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０Ａ】
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【図２０Ｂ】
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【国際調査報告】
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